Mecanismos de acción cementante

Tipos de cemento

Corrosión en piedra de cemento

TIPOS DE CEMENTO

Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:• de origen arcilloso: obtenidos

a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente;

• de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico.

Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos.

El cemento portland

se obtiene por la pulverización del clinker portland con la adición de una o más formas de sulfato de calcio. Se admite la adición de otros productos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante.

Cementos portland especiales

son los cementos que se obtienen de la misma forma que el portland, pero que tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman.

Portland férrico

está caracterizado por un módulo de fundentes de 0,64. Esto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo.

Cementos blancos

tienen un módulo de fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un porcentaje bajísimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más oscuro al cemento ferrico

Cementos de mezclas

Mezclas  se obtienen agregando al cemento Portland normal otros componentes como la puzolana. El agregado de estos componentes le da a estos cementos nuevas características que lo diferencian del Portland normal.

Cemento puzolánico

Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende principalmente en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcánicas en otros lugares

Un cemento puzolánico contiene aproximadamente:• 55-70% de clinker

Portland• 30-45% de puzolana• 2-4% de yeso

Cemento siderúrgico

también tiene buena resistencia a las aguas agresivas y desarrolla menos calor durante el fraguado. Otra característica de estos cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosión atmosférica causada por los sulfatos.Tiene alta resistencia química, de ácidos y sulfatos, y una alta temperatura al fraguar.

se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparación con agua. Se produce en forma similar al cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a 1.200 °C).

Cemento de fraguado rápido

se produce principalmente a partir de la bauxita con impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2). Adicionalmente se agrega óxido de calcio o bien carbonato de calcio

Cemento aluminoso

• El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:

• 35-40% óxido de calcio• 40-50% óxido de aluminio• 5% óxido de silicio• 5-10% óxido de hierro• 1% óxido de titanio• Su composición completa es:• 60-70% CaOAl2O3

• 10-15% 2CaOSiO2

• 4CaOAl2O3Fe2O3

• 2CaOAl2O3SiO2

CORROSION

Definición:

Reacción química o electroquímica de un metal o aleación con su medio circundante, con el consiguiente deterioro de sus propiedades.

¿POR QUÉ SE CORROEN LOS METALES?

Mineral

Transformación

uso

CORROSIÓN

E E

“La fuerza impulsora que hace que los metales se corroan es una consecuencia natural de su inestabilidad en la forma

metálica”

FACTORES QUE LLEVAN A LA CORROSION

Factores inherentes al medio corrosivo

Factores inherentes al material

–Temperatura–Naturaleza del medio –Concentración de oxígeno–pH–Humedad–Contaminantes–Acción de microrganismos–Corrientes externas–Tensiones aplicadas

–Naturaleza del metal o aleación–Presencia de inclusiones en la superficie–Homogeneidad de su estructura–Tratamientos térmicos–Tensiones residuales–Grietas o defectos superficiales–Incrustaciones de óxidos o poros

CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA

“Deterioro de un material en que se produce un transporte simultáneo de electricidad, desde ciertas áreas de una superficie metálica, hacia otras áreas, a través de una solución capaz de conducir electricidad”

CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA

Medio acuosos Naturaleza Electroquímica

M + ne- M+n

Denota la existencia de:– Zona anódica (que sufre la

corrosión)– Una zona catódica– Un electrolito

Electrolito(Agua)

Catodo (protegid

o)

corriente

- +

Anodo(corrosi

ón)

Los electrones Fluyen de

ánodoA cátodo

PROCESO DE CORROSION

Paso de e-

Para completarEl circuito

Corrosión general o uniforme

• Es un ataque homogéneo • Permite calcular la vida útil• Produce un deterioro “aceptable”.• La velocidad de corrosión es

función de la naturaleza del metal, humedad, presencia de contaminantes

Corrosion atmosférica

·        Es el tipo de corrosión más común, se caracteriza por un desgaste general sobre toda la superficie del metal.·         Se da principalmente cuando los metales están expuestos a los ácidos, aunque puede presentarse también en ambientes atmosféricos, en aguas aireadas, en suelos, etc.·         Sucede inicialmente cuando la superficie esta húmeda

Corrosión galvánica

• Dos metales disímiles se acoplan eléctricamente en un medio electrolítico.

SERIE ELECTROMOTRIZReacción en Equilibrio

NOBLEE°H (volts)

Au+2 +     2e = Au + 1.7

1/2 O2 +   2H++     2e— = H2O + 1.23

Pt+2 +     2e— = Pt + 1.2

Ag+1 +   1e— = Ag + 0.80

Cu+2 +   2e— = Cu + 0.34                      

2H+ +     2e— = H2    0.00 (por definición)

Ni+2 +   2e— = Ni - 0.13

Fe+2 +   2e— = Fe - 0.44

Cr+3 +    3e— = Cr - 0.70

Zn+2 +   2e— = Zn - 0.76

Al+3 +   3e— = Al - 1.66

  BASE

Inhibidores y Pasivadores

INHIBIDOR: es toda sustancia que se agrega, a un medio, para evitar la corrosión, o disminuir la velocidad de la misma.

PASIVADOR: es toda sustancia que produce una película no porosa sobre las piezas metálicas, evitando la corrosión.

CORROSIÓN EN PIEDRA DE CEMENTO

• La corrosión en el armado de los hormigones de concreto, es una de las patologías más frecuentes, el aumento de volumen en las varillas de acero, producto de la oxidación, provocan la aparición de fisuras y desprendimientos en el hormigón.

corrosión en el concreto:

• La principal causa de la aparición de la corrosión es el medio ambiente, que produce la carbonatación en el hormigón que es un proceso químico natural, en el cual, los distintos óxidos de carbono (CO y CO2) presentes en la atmosfera penetran los poros y capilares disminuyendo la alcalinidad natural del cemento que protege al acero de la corrosión, convirtiendo al hormigón en un material débil y poroso, aumentando el riesgo de la corrosión en la armadura.

Ambiente favorable para la corrosión:• El problema de corrosión en las

estructuras de concreto, especialmente en pilotes de estructuras marinas, es uno de los mas frecuentes debido al contacto directo con el mar.

• El agua de mar contiene aproximadamente 3.5 % de sal (predominantemente Cloruro de Sodio) así como algunos minerales y materia orgánica, si a esto agregamos una humedad conteniendo Oxigeno disuelto (primer agente corrosivo) estamos ante el ambiente ideal para el proceso de corrosión.

• El ataque químico del hormigón, se origina por la acción de los cloruros y sulfatos del agua marina, que se combinan con el cemento, formando compuestos solubles como hidróxido de magnesio, que se expande y explosiona dentro del hormigón en los moldajes (causa grietas y fisuración).

• Este tipo de ataque es más rápido en aguas tibias y es de mayor significancia en aguas tropicales.

Problemas corrosivos mas frecuentes:• Hielo - deshielo. Este ataque, en un hormigón

fisurado o poroso, es la más destructiva de todas las fuerzas, debido al aumento de volumen del agua, al pasar de líquido a sólido.

• Corrosión de armaduras. El cambio más serio que se produce en una estructura de hormigón armado en ambiente marino, es la corrosión de sus armaduras. En términos generales, este fenómeno se produce en un hormigón poroso y permeable, que está expuesto alternativamente al agua salada y al aire, en las zonas expuestas a la marea y salpicadura de las olas

Como saber si una estructura esta corroída:• La corrosión ocurre antes de que se evidencie

exteriormente, por el desprendimiento del hormigón que recubre la armadura.

• Generalmente, la corrosión se presenta por sobre el nivel mínimo de mareas. La mayor parte de la corrosión se produce en la zona de amplitud de mareas y zonas expuestas a salpicaduras.

• La corrosión se presenta en forma de grietas localizadas, algunas veces, se presenta a gran altura por sobre el nivel máximo de mareas. En las estructuras con arcos, se presenta en la clave, debido a la propagación interna de la corrosión.

• Siempre, el hormigón del entorno de la zona corroída, es altamente permeable, fisurado y de baja resistencia.

• En el hormigón del entorno de la barra corroída, se ha encontrado invariablemente, una alta concentración de sales marinas.

• La naturaleza de la corrosión es galvánica.

• El avance de la corrosión es mayor, mientras menor sea la resistencia eléctrica del hormigón.

• Las posibilidades de corrosión disminuyen a medida que aumenta la profundidad, debido a que disminuye el oxígeno disuelto en el agua, pero en el fondo, y por diferencia de concentración de oxígeno en el agua y suelo marino, se produce una pila, lo que da origen a una zona potencial propensa a la corrosión, sobre todo, si el fondo, se encuentra a poca profundidad.

• La circulación de corriente alterna por el hormigón armado, no tiene ningún efecto corrosivo apreciable y conocido, sobre las armaduras de acero.

• No se considera el ataque químico al hormigón, como causa directa de la corrosión de las armaduras

Prevenir la corrosión:• Calidad del cemento, que debe estar

certificados por las normas IRAM 50.0001• Relación agua/cemento, el exceso de agua

provoca la perdida de resistencia y habrá mayor evaporación, causando mayores deformaciones por contracción y aumento de la porosidad en el hormigón.

• Recubrimiento del acero, debe tener como mínimo de 2.5 cm., para evitar que el proceso de carbonatación en el hormigón llegue al acero o armado del hormigón.

• Curado del hormigón en losas, consiste en mantener humedecida la pasta cementante, esto puede hacerse mediante un regado periódico durante el primer día en las horas de mayor incidencia solar y luego seis días más por mañana y la tarde.

• Es importante tener en cuenta que solo hay que humedecer la superficie; cuidando no agregar en exceso el agua a la superficie para evitar formar capilares por donde tratara de salir el agua.

• En las estructuras existentes es importante detectar las patologías y actuar a tiempo evitando que se produzca el deterioro de parcial o total de la estructura, que será más costosa para su reparación. Una solución para estos casos es aplicar un sistema anticorrosivo en los sectores afectados por el oxido, sacando toda la capa de hormigón que se encuentra floja, limpiando los hierros para eliminar el oxido y colocando imprimación de anti oxido, luego se pinta el sector a reparar con puente de adherencia para unir el material nuevo con el viejo, y se realiza la separación con mortero de cemento.

GRACIAS